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Wärmetauscher Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, der insbesondere
zum Erhitzen von Wasser für Haushaltszwecke dienen kann. Im Innern des Behälters
sind schraubenförmige Rohrschlangen vorgesehen, durch welche Dampf, insbesondere
Hochdruckdampf strömt und die, von der erwärmenden Flüssigkeit umströmt sind.
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Bei den. bekannten Wärmetauschern dieser Art sind sämtliche Rohrschlangen
im gleichen Windungssinn gedreht, weshalb es unmöglich war, die Rohrschlangen ineinanderzuschieben.
Infolgedessen sind die Zwischenräume zwischen den Rohrschlangen, "also die vom Wasser
durchströmten Querschnitte, verhältnismäßig groß, so daß- dementsprechend geringe
Wassergeschwindigkeiten auftreten und der Wärmetausch nur gering ist. Gemäß der
Erfindung sind im Behälter schraubenförmige Rohrschlangen derart angeordnet und
ausgebildet, daß Rohrschlangen mit verschiedenem Windungssinn einander benachbart
sind und weitgehend ineinandergreifen.
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Durch diese Anordnung wird vor allem die Geschwindigkeit des an den
Rohrschlangen entlang strömenden und-von ihnen zu erwärmenden Wassers erhöht.
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Es wird nämlich durch das Ineinanderschieben der Rohrschlangen der
Zwischenraum zwischen ihnen verkleinert und dem strömenden Wasser -eine höhere Geschwindigkeit
erteilt.
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Zur weiteren Verkleinerung des Strömungsquerschnitts für das Wasser
werden zwischen der Behälterwand und den äußeren Rohrschlangen Füllstücke
.angeordnet.
Man kann auch noch die von den Rohrschlangen umschlossenen Räume durch oben und
unten abgeschlossene Rohre ausfüllen, wodurch dem Wasser ein schraubenförmiger Weg
an den Rohrschlangen entlang aufgezwungen wird.
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Der Erfindungsgegenstand wird an Hand eines zeichnerisch dargestellten
Ausführungsbeispiels beschrieben. Es. zeigt Fig. i einen senkrechten Schnitt durch
einen Wärmetauscher, der mit Hochdruckdampf von einer Fernheizanlage betrieben werden
kann, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II- der Fig.i-in vergrößertem Maßstab,
Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch eine Verteilerplatte längs der Linie III-III
der Fig. 2 und Fig. 4 einen waagerechten Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig.
i.
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Der senkrecht angeordnete Behälter hat eine zylindrische Wandung i
und ist unten durch einen Boden :2 abgeschlossen.
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An die Wand i schließt sich oben ein nach außen gerichteter Flansch
3 an. In der Nähe des unteren Endes hat der Behälter i einen Stutzen 4 zum Anschluß
an eine Leitung für Wasser, das zur Heizung z. B. von Wohnräumen dient. Auf dem
Flansch 3 liegt eine Verteilerplatte 5 und auf dieser der Flansch 6 des Behälteroberteils
mit der Wand 7 als Verlängerung der Behälterwand i und mit einem Endboden B. Über
den Stutzen g erfolgt der Anschluß an. die Wasserleitung. Die Flansche 3 und 6 sind
mittels (nicht dargestellter) Bolzen zusammengespannt, unter Zwischenlage geeigneter
Dichtungen zwischen den Flanschen und der Verteilerplatte 5.
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An einer Seite der Verteilerplatte 5 ist ein Zugangsstutzen io für
Hochdruckdampf, der z. B. einer Fernheizanlage entnommen werden kann, angeschweißt,
dessen inneres Ende etwas verjüngt ist, um sich der Stärke der Verteilerplatte 5
anzupassen. An den Stutzen io schließen sich in der Verteilerplatte 5 die Bohrungen
i i und 12 an, welche mit zwei durch die Stopfen 15 und 16 verschlossenen Kreuzbohrungen
13 und-14 verbunden sind. Die Unterseite der Verteilerplatte 5 ist mit den waagerechten
Bohrungen 11, 12, 13 und 14 durch senkrechte Bohrungen 17, die bei 18 erweitert
sind, verbunden. Weiterhin hat die Verteilerplatte eine Anzahl durchgehender Bohrungen
19, die mit den Bohrungen 11, 12, 13 und 14 nicht in Verbindung stehen, da
sie zwischen den waagerechten Bohrungen oder außerhalb ihres Bereichs angeordnet
sind. Die Bohrungen ig erweitern sich von der Mitte aus konisch zur Ober- und Unterseite
der Verteilerplatte und haben dort abgerundete Kanten.
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Unten im Behälter i ist eine Verteilerplatte 20 angeordnet, deren
Durchmesser etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des Behälters. Die untere
Verteilerplatte 2o hat waagerechte Bohrungen, die den Bohrungen i i bis 14 in der
Verteilerplatte 5 entsprechen. Diese Bohrungen in der Platte 20 sind mit deren Oberseite
durch senkrechte Bohrungen verbunden, die den Bohrungen 17, 18 der Verteilerplatte
5 entsprechen. An der Unterseite der Verteilerplatte 2o ist der Stutzen 21 für den
Ablauf des-Kondensats angebracht, der wasserdicht durch den Behälterboden 2 geführt
ist. Die untere Verteilerplatte 2o hat keine durchgehenden Bohrungen, die den Bohrungen
ig der Verteilerplatte 5 entsprechen.
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In die Bohrungen 17, 18 der Verteilerplatte 5 bzw. 2o sind die oberen
bzw. unteren Enden der schraubenförmigen Rohrschlangen 22, 23 wasserdicht eingesetzt,
vorzugsweise verlötet. Die mit 22 bezeichneten Rohrschlangen sind rechtsherum, die
mit 23 bezeichneten, linksherum gewunden. Im Innern der Rohrschlangen 22 und 23
sind oben und unten geschlossene Rohre 24 zur Verringerung der Strömungsquerschnitte
für das Wasser angeordnet.
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Die Rohrschlangen 22 und 23 sind so zueinander angeordnet, daß die
rechtsgedrehten Windungen der Rohrschlangen @22 teilweise in den Linkswindungen
der Rohrschlangen 23 liegen. Die Rohrschlangen sind mit einer so großen Steigung
gedreht, daß für dieses Ineinanderschieben genügend Raum vorhanden ist.
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Zwischen der Behälterwand i und den Rohrschlangen 22 und 23 befinden
sich Räume von etwa dreieckigem Querschnitt, in welchen Füllstücke 25 von entsprechender
Form vorgesehen sein können.
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Der Behälter i steht auf Füßen 26 und 27 und ist von einem Mantel
28 derart umgeben, daß ein mit Isoliermaterial 29 ausgefüllter Zwischenraum
verbleibt.
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Der durch den Stutzen io von einer Fernheizanlage zugeleitete Hochdruckdampf
strömt durch die Bohrungen i i bis 14 in der Verteilerplatte 5 und wird durch die
Bohrungen 17, 18 in die Rohrschlangen 22,23 verteilt. Der Dampf gibt in diesen
Rohren Wärme ab, und das dadurch gebildete Kondensat läuft durch die Bohrungen in
der Verteilerplatte 20 zum .Stutzen 21. Das. zu erwärmende Wasser einer Wohnungsheizung
wird durch den. Stutzen 4 zugeführt und durchströmt den Behälter i nach oben, wobei
ihm ein gewendelter Weg längs der Rohrschlangen 22, 23 aufgezwungen wird. Das Wasser
wird hierbei erwärmt und gelangt durch die Bohrungen ig in der Platte 3 zum Auslaßstutzen
g. _ Nach dem Lösen des Oberteils 7, 8 kann dieser in eine beliebige Winkelstellung
zum Behälter i und damit zum Stutzen 4 gebracht werden. Wenn auch der Stutzen 21
gelöst ist, können beide Verteilerplatten 5, 2o und die Rohrschlangen 22, 23 als
Einheit im Behälter gedreht werden, so daß der Stutzen io in die gewünschte Winkelstellung
zum Stutzen 4 kommt. Die beiden Verteilerplatten 5, 20 und die Rohrschlangen 22,
23 bilden eine druckdichte Einheit, deren Druckdichtigkeit von der Drehung nicht
beeinflußt wird. Der Oberteil 7, 8 soll nur so fest angezogen werden, daß
er den verhältnismäßig geringen Wasserdruck aufnehmen kann.
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Der Erfindunggegenstand kann in Einzelheiten abgewandelt werden. So
können die Verteilerplatten die Endböden des Behälters darstellen. Sie enthalten
dann keine durchgehenden Bohrungen, und die beiden Stutzen für das zu erwärmende
Wasser
werden an der Seite des Behälters angebracht. Es ist jedoch
zweckmäßig, mindestens die von Dampf von hoher Temperatur durchströmte Einlaßverteilerplatte
in der dargestellten Weise anzubringen, weil sie bei dieser Anordnung an beiden
Seiten gekühlt wird, während die Austrittsverteilerplatte, die nur vom Kondensat
durchströmt wird, eine Kühlung von beiden' Seiten nicht benötigt.